(57)【要約】【課題】  光学的あるいは機械的な性能を損なうことなく、対物レンズアクチュエータの応答遅れによる記録品質低下を防止する光ディスク記録再生装置を提供する。【解決手段】  このフォーカス制御機構１１０は、対物レンズを光軸方向に駆動する対物レンズアクチュエータ３と、半導体レーザー４と、フォーカス信号を検出するフォーカスエラー検出手段５と、半導体レーザー４の光を集光するカップリングレンズ６と、記録再生情報を分離するビームスプリッタ７と、対物レンズアクチュエータ３を制御するアクチュエータ制御手段９と、デフォーカス目標値を記憶する記憶手段２０と、デフォーカス目標信号ＤＦを出力するデフォーカス目標値設定手段２１と、記録開始アドレスを指示するアドレス指示手段２２と、発光出力を記録用と再生用の出力へ切り換える発光出力制御手段２３と、信号を加算する加算器２４と、を備えて構成される。【選択図】  図５
2006012335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射された光を集光照射して光ディスクへの情報記録と光ディスクからの情報再生を行う光ディスク記録再生装置であって、
前記光源から出射された光の合焦点位置を前記光ディスクの記録面上に維持するように焦点制御するオートフォーカス手段と、記録動作を開始する直前に前記オートフォーカス手段により合焦された焦点位置を前記光ディスクの記録面よりも前記光源側へずらすデフォーカス付加手段と、を備えたことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項２】
光源から出射された光を集光照射して光ディスクへの情報記録と光ディスクからの情報再生を行う光ディスク記録再生装置であって、
対物レンズ位置を光軸方向へ移動して前記光源から出射された光の合焦点位置を前記光ディスクの記録面上に維持するように焦点制御するオートフォーカス手段と、記録を開始する直前に前記対物レンズを光軸方向に対して光ディスクから離れる方向へ移動してデフォーカス状態にするデフォーカス付加手段と、を備えたことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項３】
光源から出射された光を集光照射して光ディスクへの情報記録と光ディスクからの情報再生を行う光ディスク記録再生装置であって、
光ディスク記録面における照射光の焦点ズレを検出するフォーカスエラー検出手段と、対物レンズを光軸方向に移動する対物レンズアクチュエータと、焦点ズレ目標値を設定するデフォーカス目標値設定手段と、焦点ズレ検出値が前記焦点ズレ目標値に近づくように前記対物レンズアクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段と、を備え、
前記デフォーカス目標値設定手段は、記録を開始する直前の所定期間、照射光の焦点位置が前記光ディスク記録面よりも前記光源側へ所定量ずれるように目標値を設定することを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項４】
記録開始直前のデフォーカス設定時間は、前記デフォーカス目標値設定手段により設定した焦点ズレ目標値に対する前記対物レンズアクチュエータの応答量が、前記光源の発光出力を再生用の出力から記録用の出力へ切り換えた際に生じる焦点移動量の絶対値と略等しい量に達するのに要する時間であることを特徴とする請求項３に記載の光ディスク記録再生装置。
【請求項５】
記録開始直前に設定する焦点ズレ目標値は、前記光源の発光出力を再生用の出力から記録用の出力へ切り換えた際に生じる焦点移動量の絶対値よりも大きい値であることを特徴とする請求項３に記載の光ディスク記録再生装置。
【請求項６】
前記デフォーカス目標値設定手段により焦点ズレ目標値をゼロに設定した状態で、データ再生状態からデータ記録状態へ移行させた直後に検出されるフォーカスエラー信号の値を取得し、該取得したフォーカスエラー値に基づいて次回以降の記録直前に設定する焦点ズレ目標値又は設定時間を決定することを特徴とする請求項３に記載の光ディスク記録再生装置。
【請求項７】
データ再生状態からデータ記録状態へ移行させた直後に検出されるフォーカスエラー信号の値を取得し、該取得したフォーカスエラー値に基づいて記録直前に設定した焦点ズレ目標値又は設定時間を補正して次回のデータ記録の際に適用することを特徴とする請求項３に記載の光ディスク記録再生装置。
【請求項８】
光源から出射された光を変調してデータを記録する光ディスク記録再生装置であって、記録中の合焦点位置を光ディスク記録面よりも前記光源側へずらすデフォーカス付加手段を備えたことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項９】
光源から出射された光を変調してデータを記録する光ディスク記録再生装置であって、
光ディスク記録面における照射光の焦点ズレを検出するフォーカスエラー検出手段と、対物レンズを光軸方向に移動する対物レンズアクチュエータと、焦点ズレ目標値を設定するデフォーカス目標値設定手段と、焦点ズレ検出値が前記焦点ズレ目標値に近づくように前記対物レンズアクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段と、を備え、
前記デフォーカス目標値設定手段により焦点ズレ目標値をゼロに設定した状態で、データ再生状態からデータ記録状態へ移行させた直後に検出されるフォーカスエラー信号の値を取得し、該取得したフォーカスエラー値に基づいてデータ記録中に設定する焦点ズレ目標値を決定することを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項１０】
前記デフォーカス目標値設定手段により焦点ズレ目標値をゼロに設定した状態で、データ再生状態からデータ記録状態へ移行させる工程は試し書き工程であることを特徴とする請求項６又は９に記載の光ディスク記録再生装置。
【請求項１１】
光源から出射された光を変調してデータを記録する光ディスク記録再生装置であって、
記録を開始する直前に前記光の焦点位置を光ディスク記録面よりも前記光源側へ第一の所定量ずらすと共に、記録中の焦点位置を前記光ディスク記録面よりも前記光源側へ第二の所定量だけずらすデフォーカス付加手段を備え、前記第一の所定量は前記第二の所定量よりも大きく設定することを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項１２】
光源から出射された光を集光照射して光ディスクへの情報記録と光ディスクからの情報再生を行う光ディスク記録再生装置であって、
光ディスク記録面における照射光の焦点ズレを検出するフォーカスエラー検出手段と、対物レンズを光軸方向に移動する対物レンズアクチュエータと、焦点ズレ目標値を設定するデフォーカス目標値設定手段と、焦点ズレ検出値が前記焦点ズレ目標値に近づくように前記対物レンズアクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段と、を備え、
データ記録開始直前の所定期間に第一の焦点ズレ目標値を設定し、データ記録中に第二の焦点ズレ目標値を設定してデータ記録を行う装置において、データ記録状態へ移行した直後に検出されるフォーカスエラー信号の値を取得し、該取得したフォーカスエラー値に基づいて前記第一の焦点ズレ目標値設定期間、第一の焦点ズレ目標設定値、及び第二の焦点ズレ目標設定値を補正して次回のデータ記録の際に適用することを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク記録再生装置に関し、さらに詳しくは、フォーカス誤差を低減する光ディスク記録再生装置のフォーカス制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から光ディスク記録再生装置を再生状態から記録状態に移行する過程でフォーカス誤差により記録開始後の先頭部分の記録品質が低下するといった課題があった。このような課題を解決する従来技術として、特開平０６−２４３４８９号公報には、波長変化により生じるビーム成形プリズムの屈折角変化に起因するフォーカス検出オフセットと、波長変化により生じるレンズの焦点距離変化に起因するフォーカス検出オフセットとが、互いにキャンセルされるように設定してフォーカス検出オフセットを低減する技術について開示されている。
また特開２００１−２５６６６２公報には、温度上昇に伴うピックアップハウジングの熱膨張によるフォーカス検出オフセットと、温度上昇に伴う波長変動によるフォーカス検出オフセットとがキャンセルされるように設定してフォーカス検出オフセットを低減する技術について開示されている。
また特開平０６−１０３６０５号公報には、対物レンズを屈折レンズと回折レンズとを組み合わせて構成にすることで、波長変動による焦点移動を抑制し、急激な出射光出力変化に伴う波長変動に対しても対物レンズアクチュエータの追従遅れが生じるのを防止する技術について開示されている。
【特許文献１】特開平０６−２４３４８９号公報
【特許文献２】特開２００１−２５６６６２公報
【特許文献３】特開平０６−１０３６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来から半導体レーザー光源の発振波長が温度に伴い変化してフォーカス誤差が増大するという問題がある。特許文献１や特許文献２では、温度に伴うフォーカス検出誤差要因２つをキャンセルするように設定することで、フォーカス検出誤差の増大を防止している。即ち、フォーカス検出誤差を小さく保っていれば、定常的には、フォーカス誤差も小さく保つことが可能である。しかし、正しいフォーカス検出ができていても、過渡応答状態ではフォーカス誤差が大きくなる状態がある。つまり、発光出力を再生用出力から記録用出力へ切り換えた場合など、急激な波長変化に伴う焦点位置変化が生じた場合に、対物レンズアクチュエータの応答が追いつかないためにフォーカス誤差が生じてしまう。この結果、記録開始後の先頭部分の記録品質が低下してしまうといった問題がある。
また特許文献３は、対物レンズアクチュエータの応答遅れに関して配慮した波長変動対策であり、屈折レンズと回折レンズとを組み合わせた対物レンズにより、波長変動が起きても焦点位置が変化しないようにしている。この対策は回折損失により光利用効率が低下してしまうという問題を有している。回折レンズの代わりに分散特性の異なる屈折レンズを組み合わせることで、同様の波長変動対策が可能であるが、この場合は対物レンズアクチュエータの可動部質量が増し、応答性能が低下するという問題を有する。
本発明は、かかる課題に鑑み、光学的あるいは機械的な性能を損なうことなく、対物レンズアクチュエータの応答遅れによる記録品質低下を防止する光ディスク記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、光源から出射された光を集光照射して光ディスクへの情報記録と光ディスクからの情報再生を行う光ディスク記録再生装置であって、前記光源から出射された光の合焦点位置を前記光ディスクの記録面上に維持するように焦点制御するオートフォーカス手段と、記録動作を開始する直前に前記オートフォーカス手段により合焦された焦点位置を前記光ディスクの記録面よりも前記光源側へずらすデフォーカス付加手段と、を備えたことを特徴とする。
本発明の光ディスク記録再生装置は、オートフォーカス手段を制御して、記録動作を開始する直前に、オートフォーカス手段により合焦する焦点位置を光ディスクの記録面よりも光源側へずらすようにしておく。それにより記録動作が行われると、ずらされた分だけ焦点位置が光ディスク側に移動するので光を合焦することができる。その結果、記録開始直後に発生する対物レンズアクチュエータの追従遅れを解消することができる。
請求項２は、光源から出射された光を集光照射して光ディスクへの情報記録と光ディスクからの情報再生を行う光ディスク記録再生装置であって、対物レンズ位置を光軸方向へ移動して前記光源から出射された光の合焦点位置を前記光ディスクの記録面上に維持するように焦点制御するオートフォーカス手段と、記録を開始する直前に前記対物レンズを光軸方向に対して光ディスクから離れる方向へ移動してデフォーカス状態にするデフォーカス付加手段と、を備えたことを特徴とする。
本発明は、記録用の発光出力へ切り換えると出力波長が長波長側へ瞬時にシフトし対物レンズでの屈折率が変化して、対物レンズを光ディスクから離れる方向へ操作する。そして、フォーカス制御により焦点ズレが是正されるように対物レンズが駆動され、合焦状態へ復帰する。
【０００５】
請求項３は、光源から出射された光を集光照射して光ディスクへの情報記録と光ディスクからの情報再生を行う光ディスク記録再生装置であって、光ディスク記録面における照射光の焦点ズレを検出するフォーカスエラー検出手段と、対物レンズを光軸方向に移動する対物レンズアクチュエータと、焦点ズレ目標値を設定するデフォーカス目標値設定手段と、焦点ズレ検出値が前記焦点ズレ目標値に近づくように前記対物レンズアクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段と、を備え、前記デフォーカス目標値設定手段は、記録を開始する直前の所定期間、照射光の焦点位置が前記光ディスク記録面よりも前記光源側へ所定量ずれるように目標値を設定することを特徴とする。
本発明の特徴は、焦点ズレ目標値を設定するデフォーカス目標値設定手段を設けた点である。そしてこのデフォーカス目標値設定手段により、記録を開始する直前の所定期間に亘って、焦点位置が光ディスク記録面よりも所定量ずれるように設定するものである。
請求項４は、記録開始直前のデフォーカス設定時間は、前記デフォーカス目標値設定手段により設定した焦点ズレ目標値に対する前記対物レンズアクチュエータの応答量が、前記光源の発光出力を再生用の出力から記録用の出力へ切り換えた際に生じる焦点移動量の絶対値と略等しい量へ達するのに要する時間であることを特徴とする。
デフォーカス目標値設定手段が設定するデフォーカス設定時間は、焦点ずれ目標値により対物レンズアクチュエータが応答する移動量と、発光出力が再生から記録に切り替ったときに生じるシフト量の絶対値と等しくなる量になるまでの時間である。このようにシフト量と移動量を略等しくなるようにデフォーカス設定時間を設定することにより、記録開始の時点で合焦状態へ移行することができる。
【０００６】
請求項５は、記録開始直前に設定する焦点ズレ目標値は、前記光源の発光出力を再生用の出力から記録用の出力へ切り換えた際に生じる焦点移動量の絶対値よりも大きい値であることを特徴とする。
補正フォーカスエラー信号の値が大きいほどアクチュエータ制御手段が生成するアクチュエータ駆動信号の値も大きくなり、単位時間あたりの対物レンズ応答量も大きくなる。従って、デフォーカス目標量を焦点位置移動量よりも大きく設定した方がデフォーカス目標区間を短くすることができる。
請求項６は、前記デフォーカス目標値設定手段により焦点ズレ目標値をゼロに設定した状態で、データ再生状態からデータ記録状態へ移行させた直後に検出されるフォーカスエラー信号の値を取得し、該取得したフォーカスエラー値に基づいて次回以降の記録直前に設定する焦点ズレ目標値又は設定時間を決定することを特徴とする。
デフォーカス目標信号をゼロに設定したまま発光出力を再生用出力から記録用出力へ切り換え、切り換えた直後に生じるフォーカスエラー信号又は補正フォーカスエラー信号の増加量をデフォーカス量取得手段がトップホールドにより取得し記憶手段に記憶する。記録時には記憶手段に記憶されたフォーカスエラー増加量を元に目標値演算手段がデフォーカス目標量および又はデフォーカス目標区間を演算し、演算結果に従ってデフォーカス設定手段がデフォーカス目標信号を出力する。
【０００７】
請求項７は、データ再生状態からデータ記録状態へ移行させた直後に検出されるフォーカスエラー信号の値を取得し、該取得したフォーカスエラー値に基づいて記録直前に設定した焦点ズレ目標値又は設定時間を補正して次回のデータ記録の際に適用することを特徴とする。
初回の記録時に最適なデフォーカス目標を取得してもドライブ装置内の温度上昇により波長変動量が変化して最適なデフォーカス量がずれてしまう場合がある。光ディスクを装着した後の二回目以降の記録で毎回試し書きし目標を再取得したのでは試し書き領域の消費が多くなってしまう。従って、二回目以降の記録でデフォーカス目標設定に対する応答と、最適デフォーカス量とのずれを測定し、測定結果を元にデフォーカス目標設定値を修正して次回の記録時に適用することで、誤差が累積して大きくなることを防止できる。
請求項８は、光源から出射された光を変調してデータを記録する光ディスク記録再生装置であって、記録中の合焦点位置を光ディスク記録面よりも前記光源側へずらすデフォーカス付加手段を備えたことを特徴とする。
発光出力を変調してデータを記録する場合、つまり記録マークを形成する、しないを繰り返す場合、記録を開始した直後だけでなく記録中にも波長変動が生じ、焦点位置の移動が起こる。そこで本発明では、記録中の合焦点位置を光ディスクの記録面よりも光源側へずらすようにしておく。
請求項９は、光源から出射された光を変調してデータを記録する光ディスク記録再生装置であって、光ディスク記録面における照射光の焦点ズレを検出するフォーカスエラー検出手段と、対物レンズを光軸方向に移動する対物レンズアクチュエータと、焦点ズレ目標値を設定するデフォーカス目標値設定手段と、焦点ズレ検出値が前記焦点ズレ目標値に近づくように前記対物レンズアクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段と、を備え、前記デフォーカス目標値設定手段により焦点ズレ目標値をゼロに設定した状態で、データ再生状態からデータ記録状態へ移行させた直後に検出されるフォーカスエラー信号の値を取得し、該取得したフォーカスエラー値に基づいてデータ記録中に設定する焦点ズレ目標値を決定することを特徴とする。
記録中の平均焦点位置から最大出力発光時の焦点位置までの距離も波長変動量の固体差や経時変化の影響を受ける。デフォーカス目標信号をゼロに設定したまま記録へ移行した際のフォーカスエラー増加量を取得し、取得値を元に記録時デフォーカス目標値を演算することで固体差や経時変化の影響を解消できる。
【０００８】
請求項１０は、前記デフォーカス目標値設定手段により焦点ズレ目標値をゼロに設定した状態で、データ再生状態からデータ記録状態へ移行させる工程は試し書き工程であることを特徴とする。
ドライブ装置の運用時、例えば光ディスクを装着した後の初回の記録時に毎回行うことで製造後の経時変化の影響も解消することができる。初回の記録時には、本番の記録に先だって試し書きを行い最適な記録出力を求めるので、この試し書きの際にフォーカスエラー増加量も取得してから本番の記録を開始すれば良い。
請求項１１は、光源から出射された光を変調してデータを記録する光ディスク記録再生装置であって、記録を開始する直前に前記光の焦点位置を光ディスク記録面よりも前記光源側へ第一の所定量ずらすと共に、記録中の焦点位置を前記光ディスク記録面よりも前記光源側へ第二の所定量だけずらすデフォーカス付加手段を備え、前記第一の所定量は前記第二の所定量よりも大きく設定することを特徴とする。
デフォーカス目標区間における対物レンズ応答量が記録開始により生じる平均焦点位置の移動量と記録中の平均焦点位置から最大出力発光時の焦点位置までの距離との合計に等しくなるように、デフォーカス目標区間とデフォーカス目標値は設定されている。デフォーカス目標値には対物レンズ応答量の目標値よりも大きい値を設定し、デフォーカス目標区間を短縮している。
請求項１２は、光源から出射された光を集光照射して光ディスクへの情報記録と光ディスクからの情報再生を行う光ディスク記録再生装置であって、光ディスク記録面における照射光の焦点ズレを検出するフォーカスエラー検出手段と、対物レンズを光軸方向に移動する対物レンズアクチュエータと、焦点ズレ目標値を設定するデフォーカス目標値設定手段と、焦点ズレ検出値が前記焦点ズレ目標値に近づくように前記対物レンズアクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段と、を備え、データ記録開始直前の所定期間に第一の焦点ズレ目標値を設定し、データ記録中に第二の焦点ズレ目標値を設定してデータ記録を行う装置において、データ記録状態へ移行した直後に検出されるフォーカスエラー信号の値を取得し、該取得したフォーカスエラー値に基づいて前記第一の焦点ズレ目標値設定期間、第一の焦点ズレ目標設定値、及び第二の焦点ズレ目標設定値を補正して次回のデータ記録の際に適用することを特徴とする。
記録中の平均焦点位置から最大出力発光時の焦点位置までの距離も波長変動量の固体差や経時変化の影響を受ける。デフォーカス目標信号をゼロに設定したまま記録へ移行した際のフォーカスエラー増加量を取得し、取得値を元に記録時デフォーカス目標値を演算することで固体差や経時変化の影響を解消できる。
【発明の効果】
【０００９】
以上記載のごとく請求項１、２、３の発明によれば、あらかじめデフォーカスさせてから記録を開始するので、記録開始直後に発生する対物レンズアクチュエータの追従遅れを解消することができ、記録開始の先頭から良好な状態で記録を行うことができる。
また請求項４では、記録開始前に予めデフォーカスさせる応答量が、記録開始直後に発生する焦点位置移動量と等しくなるようにデフォーカス時間を定めているので、記録開始直後に短い時間で合焦状態へ移行することができる。
また請求項５では、デフォーカス時間に必要な対物レンズアクチュエータのデフォーカス応答量よりも大きい値を目標に対物レンズアクチュエータを駆動させているので、短時間で必要なデフォーカス応答量が得られ、デフォーカス期間を短縮することができる。
また請求項６では、記録開始直後に発生する焦点位置移動量を測定して、記録前に付加するデフォーカス量を設定しているので、装置の固体差や経時変化の影響を解消することができる。
また請求項７では、記録開始直後に発生する対物レンズアクチュエータの追従遅れを、デフォーカス駆動により解消させて記録した際の解消誤差を測定して次回のデフォーカス目標を修正するので、装置内の温度変化により最適な解消量が変化してもデフォーカス目標を追従させることができる。
【００１０】
また請求項８では、発光出力変調によりデータを記録する際に、記録中の実効平均焦点ズレ量が最小になる焦点位置よりも光源側へ焦点をずらしているため、記録マークを形成する瞬間のデフォーカス量を低減することができる。
また請求項９では、記録開始直後に発生する焦点位置移動量を測定して、測定値を元に記録中に付加するデフォーカス量を設定しているので、装置の固体差や経時変化の影響を解消することができる。
また請求項１０では、記録開始直後に発生する焦点位置移動量を試し書きで測定するので、初回の記録から最適なデフォーカス量を設定して記録することができる。
また請求項１１では、記録開始直後に発生する対物レンズアクチュエータの追従遅れを解消する記録直前のデフォーカス駆動と、記録中の発光出力変調により発生する記録マーク形成時のデフォーカスを解消するために、記録中にデフォーカスを付加することを行っているので、記録開始直後から常に焦点の合った光スポットで記録マークを形成することができる。
また請求項１２では、記録開始直後に発生する対物レンズアクチュエータの追従遅れを、デフォーカス駆動により解消させて記録した際の解消誤差を測定して、記録直前のデフォーカス駆動目標と記録中のデフォーカス付加目標を修正して次回の記録で適用するので、装置内の温度変化により最適な解消量が変化しても各デフォーカス目標を追従させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は光ディスクドライブのフォーカス制御機構の構成を示す図である。図２はフォーカス制御機構のブロック図である。このフォーカス制御機構１００は、光情報により情報が記録されている光ディスク１と、光ディスク１を回転駆動するスピンドルモーター２と、対物レンズを光軸方向に駆動する対物レンズアクチュエータ３と、光ディスク１に情報を記録したり光ディスク１から情報を再生する光ピックアップ８と、対物レンズアクチュエータ３を制御するアクチュエータ制御手段９と、を備えて構成される。また、光ピックアップ８にはフォーカス信号を検出するフォーカスエラー検出手段５と、記録再生情報を分離するビームスプリッタ７と、半導体レーザー４と、半導体レーザー４の光を集光するカップリングレンズ６を備えている。
次にフォーカス制御機構１００の概略動作について図１、図２を参照して説明する。光ディスク１はスピンドルモーター２により回転駆動させられる。光ディスク１には面振れが生じているため、光ピックアップ８から光ディスク１までの距離は絶えず変動する。また半導体レーザー４から出射された光はカップリングレンズ６、ビームスプリッタ７、対物レンズ３ａを透過して光ディスク１へ集光照射させられる。光ディスク１を反射した光は行きの光路の逆を辿り、ビームスプリッタ７で分岐させられ、フォーカスエラー検出手段５へ導かれる。フォーカスエラー検出手段５では、光ディスク１の記録面と照射光の焦点とのズレに応じたフォーカスエラー信号ＦＥが生成され、アクチュエータ制御手段９はフォーカスエラー信号ＦＥを元に焦点ズレが是正されるようなアクチュエータ駆動信号ＦＤを生成する。アクチュエータ駆動信号ＦＤによって対物レンズアクチュエータ３が光軸方向へ駆動され、光ディスク１の面振れに対して焦点が追従するように制御される。
【００１２】
図３は本発明が解決しようとする従来のフォーカス制御の不具合を模式的に表した図である。図３（ａ）は再生用の発光出力でレーザー光１０を光ディスク１へ照射してフォーカス制御を行っている状態である。この状態で記録開始位置を検索する。記録開始位置を特定できたら発光出力を記録用の出力へ切り換え、記録を開始する。記録用の発光出力へ切り換えると出力波長が長波長側へ瞬時にシフトし、対物レンズ３ａでの屈折率が変化して図３（ｂ）に示すように焦点が遠方側（１ａより奥側）へ移動する。フォーカス制御により焦点ズレが是正されるように対物レンズ３ａが駆動され、図３（ｃ）に示すような合焦状態へ復帰する。このように従来のフォーカス制御では、図３（ｂ）の状態から図３（ｃ）の状態へ移行するまでの過渡応答期間は焦点がズレた光スポットで記録が行われてしまい品質の悪い記録マークが形成されてしまう。
図４は本発明の不具合解消原理を模式的に表した図である。図４（ａ）は再生用の発光出力でレーザー光１０を光ディスク１へ照射してフォーカス制御を行っている状態で、この状態で記録開始位置を検索する。記録開始位置を特定できたら記録開始位置から所定量だけ手前の地点で対物レンズ３ａを光ディスク１から遠ざかる方向へ駆動し、図４（ｂ）に示すデフォーカス状態にする。記録開始位置に到達したら発光出力を記録用の出力へ切り換え記録を開始する。記録用の発光出力へ切り換えると、記録面１ａより手前側に位置していた焦点ｆが波長変動により遠方側へ移動し、図４（ｃ）に示すように合焦状態となる。図３ではデフォーカス状態の期間が記録開始直後であったのに対し、図４ではデフォーカス状態期間が記録開始直前へシフトするので、記録開始直後から焦点の合った光スポットで記録が行われ品質の良い記録マークを形成できる。なお、図３、図４では説明を簡略化するため、光ディスク１での光の屈折を省略して示している。
【００１３】
図５は本発明の第１の実施例に係るフォーカス制御機構の機能ブロック図である。同じ構成要素には同じ参照番号を付して説明する。このフォーカス制御機構１１０は、図２の構成に更にデフォーカス目標値を記憶する記憶手段２０と、デフォーカス目標信号ＤＦを出力するデフォーカス目標値設定手段２１と、記録開始アドレスを指示するアドレス指示手段２２と、発光出力を記録用と再生用の出力へ切り換える発光出力制御手段２３と、信号を加算する加算器２４と、を備えて構成される。
次にフォーカス制御機構１１０の概略動作について説明する。アドレス指示手段２２は現在のアドレスと記録開始アドレスをデフォーカス目標値設定手段２１および発光出力制御手段２３へ指示する。デフォーカス目標値設定手段２１はデフォーカス目標信号ＤＦを出力し、出力されたデフォーカス目標信号ＤＦは、加算器２４によりフォーカスエラー検出手段５が出力するフォーカスエラー信号ＦＥと加算され、補正フォーカスエラー信号ＦＥ２が生成される。またアクチュエータ制御手段９は、補正フォーカスエラー信号ＦＥ２を元に対物レンズアクチュエータ３を制御する。またデフォーカス目標値設定手段２１は記憶手段２０に記憶されているデフォーカス目標量とデフォーカス目標区間を読み出し、現在のアドレスが記録開始アドレスよりもデフォーカス目標区間分だけ手前に到達したらデフォーカス目標量のデフォーカス目標信号ＤＦを出力する。デフォーカス目標量の出力は記録開始アドレスに到達するまで行われ、記録開始アドレスに到達すると発光出力制御手段２３が発光出力を記録用の出力へ切り換える。
図６は本発明の第１の実施例に係るフォーカス制御機構のタイミングを示した図である。デフォーカス目標信号ＤＦがデフォーカス目標量ｂの値になると、補正フォーカスエラー信号ＦＥ２の値も同量の値に増加する。アクチュエータ制御手段９は、補正フォーカスエラー信号ＦＥ２の値が減少するように対物レンズアクチュエータ３を制御し、対物レンズ３ａが光ディスク１から離れる方向へ駆動される。デフォーカス目標区間ｔを通過するのに掛かる時間が経過すると、対物レンズ３ａの応答量は矢印ｃに示す量へ達し、ここでデフォーカス目標信号ＤＦはゼロになると同時に発光出力が記録用出力へ切り替わる。発光出力が切り替わると波長変動が生じ、焦点位置が矢印ａに示す量たけ移動する。ここで、対物レンズの応答量ｃが波長変動による焦点位置移動量ａと等しくなるようにデフォーカス目標量ｂおよびデフォーカス目標区間ｔは設定されている。したがって、焦点位置移動が起こる前に予めデフォーカスされ、焦点位置移動が起こるとデフォーカスが解消される。
また補正フォーカスエラー信号ＦＥ２の値が大きいほどアクチュエータ制御手段９が生成するアクチュエータ駆動信号ＦＤの値も大きくなり、単位時間あたりの対物レンズ応答量も大きくなる。従って、デフォーカス目標量ｂを焦点位置移動量ａよりも大きく設定した方がデフォーカス目標区間ｔを短くすることができる。デフォーカス目標区間ｔは読み取り品質が劣化するため短い方が良い。
【００１４】
図７は、デフォーカス目標量ｂを焦点位置移動量ａと等しく設定した例で、図６よりもデフォーカス目標区間ｔが長くなっていることを示している。また発光出力切り換えによる波長変動量は固体差がある。したがって、デフォーカス目標量ｂおよび又はデフォーカス目標区間ｔはドライブ毎に最適な値に設定することが望ましい。
図８は本発明の第２の実施例に係るフォーカス制御機構の機能ブロック図である。同じ構成要素には同じ参照番号を付して説明する。このフォーカス制御機構１２０は、図５の構成に更にフォーカスエラー信号ＦＥ又は補正フォーカスエラー信号ＦＥ２の増加量を取得するデフォーカス量取得手段２５と、デフォーカス目標量および又はデフォーカス目標区間を演算する目標値演算手段２６とを備えて構成される。
次にフォーカス制御機構１２０の概略動作について説明する。デフォーカス目標信号ＤＦをゼロに設定したまま発光出力を再生用出力から記録用出力へ切り換え、切り換えた直後に生じるフォーカスエラー信号ＦＥ又は補正フォーカスエラー信号ＦＥ２の増加量ｄをデフォーカス量取得手段２５がトップホールドにより取得し、記憶手段２０に記憶する。記録時には記憶手段２０に記憶されたフォーカスエラー増加量ｄを元に目標値演算手段２６がデフォーカス目標量ｂおよび又はデフォーカス目標区間ｔを演算し、演算結果に従ってデフォーカス設定目標値手段２１がデフォーカス目標信号ＤＦを出力する。
【００１５】
図９は本発明の第２の実施例に係るフォーカス制御機構のタイミングを示した図である。ドライブ装置の製造時に上記目標値設定を行うことで、部品固体差の影響を解消することができる。又、ドライブ装置の運用時、例えば光ディスクを装着した後の初回の記録時に毎回行うことで、製造後の経時変化の影響も解消することができる。また初回の記録時には、本番の記録に先だって試し書きを行い最適な記録出力を求めるので、この試し書きの際にフォーカスエラー増加量ｄも取得してから本番の記録を開始すれば良い。
また初回の記録時に最適なデフォーカス目標を取得してもドライブ装置内の温度上昇により波長変動量が変化して最適なデフォーカス量がずれてしまう場合がある。光ディスクを装着した後の二回目以降の記録で毎回試し書きし目標を再取得したのでは試し書き領域の消費が多くなってしまう。二回目以降の記録でデフォーカス目標設定に対する応答と最適デフォーカス量とのずれを測定し、測定結果を元にデフォーカス目標設定値を修正して次回の記録時に適用することで、誤差が累積して大きくなることを防止できる。
【００１６】
図８、図１０、図１１は二回目以降の記録でデフォーカス目標設定に対する応答と最適デフォーカス量とのずれを測定し、設定値を修正する方法を示した図である。図１０はデフォーカス目標設定に対する応答が最適値に対して過大であった場合を示し、図１１はデフォーカス目標設定に対する応答が最適値に対して不足であった場合を示している。
まずデフォーカス目標信号ＤＦの値をデフォーカス目標量ｂにしてデフォーカスを開始したら、デフォーカス量取得手段２５はフォーカスエラー信号ＦＥのトップホールド及び補正フォーカスエラー信号ＦＥ２のボトムホールドを行う。デフォーカス応答量ｃが最適値ａに対して過大であった場合（図１０）、記録開始直後に補正フォーカスエラー信号ＦＥ２の値が負の値となり、ボトムホールド値が更新される。またデフォーカス応答量ｃが最適値ａに対して不足であった場合（図１１）、記録開始直後にフォーカスエラー信号ＦＥの値が正の値となり、トップホールド値が更新される。デフォーカス応答量ｃが最適値ａに対して適正であった場合（図示しない）、補正フォーカスエラー信号ＦＥ２のボトムホールド値もフォーカスエラー信号ＦＥのトップホールド値もゼロ近辺となる。デフォーカス量取得手段２５は記録を開始した後にトップホールドおよびボトムホールドの更新を終了し、取得されたボトムホールド値ｅ又はトップホールド値ｆがゼロから所定量外れていた場合に、記憶手段２０が記憶しているフォーカスエラー増加量ｄをボトムホールド値ｅ又はトップホールド値ｆで加算更新する。
つぎに発光出力を変調してデータを記録する場合、つまり記録マークを形成する、しないを繰り返す場合、記録を開始した直後だけでなく記録中にも波長変動が生じ、焦点位置の移動が起こる。図１２は記録中の変化を示した図で、実線３０が発光出力を示し、点線３１が焦点位置移動を示し、一点鎖線３２がフォーカスエラー信号ＦＥを示す。記録中の発光出力変調はフォーカスエラー信号ＦＥ３２の検出周波数帯域よりも高周波であるため、フォーカスエラー信号ＦＥ３２は平均的な値が出力される。即ち、フォーカスエラー信号ＦＥ３２に従って対物レンズアクチュエータの制御を行うことで、記録中の実効平均的な焦点ずれ量も最小となる。しかし、光ディスクへの記録マーク形成に寄与するのは最大発光出力（Ｐ１）で発光している区間であり、この区間で焦点ずれが少ない方が品質良く記録できる。
【００１７】
図１３は記録中の焦点位置を実効平均的な焦点ずれが最小となる位置よりも手前側（光源側）へずらし、最大発光出力区間における焦点ズレを低減した例を示すタイミング図である。図６と同様にデフォーカス目標信号ＤＦは、記録開始直前のデフォーカス目標区間ｔにデフォーカス目標値ｂを出力する。そして記録を開始すると同時にデフォーカス目標信号ＤＦの出力を記録時デフォーカス目標値ｇに切り換える。デフォーカス目標区間ｔにおける対物レンズ応答量ｃが記録開始により生じる平均焦点位置の移動量ａ‘と記録中の平均焦点位置から最大出力発光時の焦点位置までの距離ｈとの合計（ａ’＋ｈ）に等しくなるようデフォーカス目標区間ｔとデフォーカス目標値ｂは設定されている。デフォーカス目標値ｂには対物レンズ応答量ｃの目標値（ａ’＋ｈ）よりも大きい値を設定し、デフォーカス目標区間ｔを短縮している。記録中の平均焦点位置から最大出力発光時の焦点位置までの距離ｈと等しい値を記録時デフォーカス目標値ｇに設定している。また記録中の平均焦点位置から最大出力発光時の焦点位置までの距離ｈも波長変動量の固体差や経時変化の影響を受ける。図９に示した方法で、デフォーカス目標信号ＤＦをゼロに設定したまま記録へ移行した際のフォーカスエラー増加量ｄを取得し、取得値を元に記録時デフォーカス目標値ｇを演算することで固体差や経時変化の影響を解消できる。
また、図１０や図１１に示した方法で、初期に取得したフォーカスエラー増加量ｄをボトムホールド値ｅやトップホールド値ｆで修正していくことにより、温度変化による変動に追従することができる。
【００１８】
図１４および図１５は記録時デフォーカス目標値ｇを設定した場合のボトムホールド値ｅやトップホールド値ｆの関係を示した図である。図１１ではトップホールド値ｆがゼロ基準の値であったのに対し、図１５ではトップホールド値ｆが記録時デフォーカス目標値ｇ基準の値であることが異なる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】光ディスクドライブのフォーカス制御機構の構成を示す図である。
【図２】本発明のフォーカス制御機構のブロック図である。
【図３】本発明が解決しようとする従来のフォーカス制御の不具合を模式的に表した図である。
【図４】本発明の不具合解消原理を模式的に表した図である。
【図５】本発明の第１の実施例に係るフォーカス制御機構の機能ブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施例に係るフォーカス制御機構のタイミングを示した図である。
【図７】デフォーカス目標量ｂを焦点位置移動量ａと等しく設定した例を示すタイミング図である。
【図８】本発明の第２の実施例に係るフォーカス制御機構の機能ブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施例に係るフォーカス制御機構のタイミングを示した図である。
【図１０】二回目以降の記録でデフォーカス目標設定に対する応答と最適デフォーカス量とのずれを測定し、設定値を修正する方法を示した図である。
【図１１】二回目以降の記録でデフォーカス目標設定に対する応答と最適デフォーカス量とのずれを測定し、設定値を修正する方法を示した図である。
【図１２】記録中の変化を示した図である。
【図１３】記録中の焦点位置を実効平均的な焦点ずれが最小となる位置よりも手前側（光源側）へずらし、最大発光出力区間における焦点ズレを低減した例を示すタイミング図である。
【図１４】記録時デフォーカス目標値ｇを設定した場合のボトムホールド値ｅやトップホールド値ｆの関係を示した図である。
【図１５】記録時デフォーカス目標値ｇを設定した場合のボトムホールド値ｅやトップホールド値ｆの関係を示した図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  光ディスク、２  スピンドルモーター、３  対物レンズアクチュエータ、４  半導体レーザー、５  フォーカスエラー検出手段、６  カップリングレンズ、７  ビームスプリッタ、８  光ピックアップ、９  アクチュエータ制御手段、２０  記憶手段、２１  デフォーカス目標値設定手段、２２  アドレス指示手段、２３  発光出力制御手段、２４  加算器、１００  フォーカス制御機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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